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红外光电式冲击速度测量装置的研制

方南家 伍沛刚

方南家,伍沛刚. 红外光电式冲击速度测量装置的研制[J]. 计量科学与技术,2021, 65(12): 22-25, 44 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0531
引用本文: 方南家,伍沛刚. 红外光电式冲击速度测量装置的研制[J]. 计量科学与技术,2021, 65(12): 22-25, 44 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0531
FANG Nanjia, WU Peigang. Development of an Infrared Photoelectric Impact Velocity Measuring Instrument[J]. Metrology Science and Technology, 2021, 65(12): 22-25, 44. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0531
Citation: FANG Nanjia, WU Peigang. Development of an Infrared Photoelectric Impact Velocity Measuring Instrument[J]. Metrology Science and Technology, 2021, 65(12): 22-25, 44. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0531

红外光电式冲击速度测量装置的研制

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0531
详细信息
    作者简介:

    方南家(1966-),深圳市计量质量检测研究院高级工程师,研究方向:几何量计量测试等,邮箱:fangnanjia99@163.com

Development of an Infrared Photoelectric Impact Velocity Measuring Instrument

  • 摘要: 为了解决落锤冲击试验机能量损失的校准难题,针对现有装置无法高精度、低成本地测量冲击速度,研制了一种利用光电式传感器测量冲击速度的便携式速度测量装置。该装置主要由槽形红外光电式传感器、两个固定距离的圆柱、多功能脉冲表及磁力表座组成。落锤以一定速度冲击的同时带动两个固定距离的圆柱穿过传感器,多功能脉冲表读取传感器两次遮挡之间的时间间隔,根据两个圆柱的距离及时间间隔计算出冲击速度。依据校准参数,建立数学模型,并完成测量不确定度的评估。在冲击速度不大于10 m/s的测量范围内,该装置最大误差在±0.25%以内,可广泛应用于包装体横向冲击、斜面冲击、垂直冲击等速度的检测。
  • 图  1  测量原理图

    1.槽形红外光电传感器;2.磁力表座;3.多功能脉冲表;4.试验机的固定部分;5.试验机的落锤冲击部分;6.磁力表座;7.两个固定距离的圆柱。

    Figure  1.  Principle of measurement

    图  2  测量现场

    Figure  2.  The measurement site

    图  3  测量现场(局部)

    Figure  3.  The measurement site (zoomed in)

    图  4  溯源示意图

    1.转速标准装置的转盘;2.圆柱(φ10 mm);3.槽形红外光电传感器;4.磁力表座;5.多功能脉冲表。

    Figure  4.  Schematic of system components establishing traceability

    图  5  溯源实物图

    Figure  5.  System components establishing traceability

    表  1  时间测量的重复性

    Table  1.   Repeatability of time measurements

    次数结果/s
    (2次测量的平均值)
    单次试验标
    准差/ms
    10.200130.13
    20.19995
    30.20012
    40.19986
    50.20017
    60.20017
    70.19988
    80.19993
    90.20017
    100.20010
    110.19984
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    表  2  不同速度的不确定度

    Table  2.   Uncertainty at different speeds

    速度/
    (m/s)
    圆柱间的
    距离/mm
    时间/s标准不确
    定度uc/%
    扩展不确
    定度Urel/%
    2250.012500.1150.23
    3500.016670.0750.15
    51000.020000.0500.10
    102000.020000.0340.07
    下载: 导出CSV
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  • 网络出版日期:  2021-11-01
  • 刊出日期:  2021-12-18

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